Question

16．邊長a=10cm、重6牛的正方體木塊，用繩子將它拴在盛水燒杯底部的鉤子上，如圖所示．
求：（1）木塊的密度；
（2）浸沒時，木塊受到的浮力；
（3）繩子對木塊向下的拉力；
（4）繩子剪斷后，木塊靜止時所受浮力．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）求出木塊的體積，再根據G=mg=ρVg求出木塊密度；
（2）根據F_浮=ρ_水gV_排求出浸沒時，木塊受到的浮力；
（3）木塊受到重力、拉力和浮力作用，根據二力平衡知識求出拉力；
（4）繩子剪斷后，木塊受的浮力大于重力，將會上浮，最終漂浮，浮力等于重力．

解答 解：（1）木塊體積：
V=（0.1m）³=0.001m³，
由G=mg=ρVg得木塊密度：
ρ_木=$\frac{G}{gV}$=$\frac{6N}{10N/kg×0.001{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³；
（2）浸沒時，木塊受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=10N；
（3）繩子對木塊向下的拉力：
F_拉=F_浮-G=10N-6N=4N；
（4）繩子剪斷后，木塊受的浮力大于重力，將會上浮，最終漂浮，
所以木塊靜止時所受浮力：
F_浮′=G=6N．
答：（1）木塊的密度0.6×10³kg/m³；
（2）浸沒時，木塊受到的浮力10N；
（3）繩子對木塊向下的拉力4N；
（4）木塊靜止時所受浮力6N．

點評 此題主要考查的是學生對密度、浮力、計算公式和二力平衡知識的理解和掌握，綜合性較強，有一定難度．